При сгорании 6г магния в кислороде выделилось 150кДж теплоты. Тепловой эффект химической реакции равен. Объясните пожалуйста подробно, как решать подобные задачи
При сгорании 6г магния в кислороде выделилось 150кДж теплоты. Тепловой эффект химической реакции равен. Объясните пожалуйста подробно, как решать подобные задачи
Для решения подобных задач необходимо использовать уравнение реакции сгорания магния в кислороде:
2Mg + O2 -> 2MgO
Тепловой эффект химической реакции равен изменению энтальпии (ΔH) реакции. Молярная масса магния (Mg) равна 24 г/моль, а молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль. Молярная масса оксида магния (MgO) равна 40 г/моль.
Сначала найдем количество моль магния в 6 г:
n(Mg) = масса / молярная масса = 6 г / 24 г/моль = 0,25 моль
Теперь найдем количество моль кислорода, необходимое для реакции с этим количеством магния:
n(O2) = n(Mg) / 2 = 0,25 моль / 2 = 0,125 моль
Теперь найдем изменение энтальпии реакции сгорания магния:
ΔH = q / n = 150 кДж / 0,25 моль = 600 кДж/моль
Таким образом, тепловой эффект химической реакции сгорания магния в кислороде равен 600 кДж/моль.
Для решения данной задачи нам необходимо определить тепловой эффект химической реакции, то есть количество теплоты, выделяемой или поглощаемой в ходе реакции на единицу массы или количества вещества. В данном случае у нас есть масса магния и общее количество выделившейся теплоты.
Уравнение реакции: Первым шагом является запись химического уравнения реакции сгорания магния в кислороде: [ 2 Mg + O_2 \rightarrow 2 MgO ]
Молярная масса магния: Молярная масса магния (Mg) составляет приблизительно 24.305 г/моль.
Расчет количества молей магния: [ n = \frac{масса}{молярная\ масса} = \frac{6\ г}{24.305\ г/моль} \approx 0.247\ моль ]
Тепловой эффект на моль: Поскольку тепловой эффект измеряется на моль реагента, нам нужно узнать, сколько энергии выделяется на один моль магния. Согласно уравнению реакции, каждые 2 моля магния реагируют с 1 молем кислорода, образуя 2 моля оксида магния. Так как нам известно общее количество выделенной энергии, то: [ Q_{на\ 1\ моль\ Mg} = \frac{150\ кДж}{0.247\ моль} \approx 607.29\ кДж/моль ] Однако, поскольку в уравнении реакции участвуют 2 моля магния, необходимо разделить результат на 2, чтобы получить тепловой эффект реакции на моль магния: [ \Delta H = \frac{607.29\ кДж/моль}{2} \approx 303.65\ кДж/моль ] Это значение теплового эффекта показывает, сколько энергии выделяется при реакции одного моля магния с кислородом для образования оксида магния.
Теперь мы можем записать тепловой эффект химической реакции с точностью до 1 моля реагента: [ 2 Mg + O_2 \rightarrow 2 MgO; \Delta H = -303.65\ кДж/моль ] Знак минус указывает на экзотермический характер реакции (энергия выделяется).
Для решения подобных задач необходимо использовать закон сохранения энергии. Тепловой эффект химической реакции, выраженный в кДж, равен разности между энергией, поглощенной или выделенной при реакции, и начальной энергией реагентов.
Сначала найдем количество молей магния, сгоревшего в реакции. Для этого воспользуемся молярной массой магния (24 г/моль) и массой магния (6 г):
n = масса / молярная масса = 6 г / 24 г/моль = 0,25 моль
Затем найдем тепловой эффект реакции, используя уравнение:
Q = n * ΔH
где Q - тепловой эффект, n - количество молей магния, ΔH - тепловой эффект реакции. Подставим известные значения:
Q = 0,25 моль * ΔH = 150 кДж
Отсюда получаем:
ΔH = 150 кДж / 0,25 моль = 600 кДж/моль
Таким образом, тепловой эффект химической реакции, при сгорании 6 г магния в кислороде, равен 600 кДж/моль.
